打印2微波技术与天线实验报告 2.doc

实验报告实验课程: 微波技术与天线学生姓名: 学号: 61 专业班级: 班 20 年月日目录实验一微波测量系统的认识及功率测量实验二微波波导波长、频率的测量、分析和计算实验三微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算实验四微波网络参数的测量、分析和计算 1 实验一微波测量系统的认识及功率测量一、实验目的 ; ; 。二、实验原理 (1) 微波测量技术主要包括微波信号特性测量和微波网络参数测量: 1微波信号特性参量包括微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等; 2微波网络参数包括反射参量(如反射系数、驻波比)和传输参量(如[S] 参数)。(2) 微波测量方法包括点频测量、扫频测量和时域测量三大类: 1点频测量:信号只能工作在单一频点逐一进行测量; 2 扫频测量:在较宽的频带内测得被测量的频响特性,如加上自动网络分析仪,则可实现微波参数的自动测量与分析; 3 时域测量:利用超高速脉冲发生器、采样示波器、时域自动网络分析仪等在时域进行测量,从而得到瞬态电磁特性。(3) 微波测量系统由微波信号源、调配器/衰减器/隔离器、波长/频率计、测量线、终端负载、选频放大器及小功率计等组成。 2 图 1 微波测量系统 : (1)E-T 接头(2 )可变短路器(3) 波导弯曲(4) 波导开关三、实验数据及处理 1 、实验数据如下表: 衰减器位置(mm) 功率计读数(μ w)3 2 、衰减器指示与功率指示的关系曲线四、思考题简述微波小功率计探头的工作原理。微波小功率计功率探头的主体是一个铋、锑热电堆,这是将金属铋和锑用真空喷镀法镀在介质片上(介质基片可用云母、涤纶、聚烯亚***等材料)形成热电堆后, 放在波导或同轴电场最强处, 它即是终端吸收负载, 又是热电转换元件。所以作为终端负载,它的阻值必须与传输线的等效阻抗相匹配。当微波功率输出时,热电耦吸收微波功率使热电堆的热节点温度升高,这就与冷节点产生温差而形成温差电动势,它产生的直流电动势与输入微波功率是成正比的。热电堆输出的直流讯号是很薄弱的,指示器经直流放大后再作功率指示。 4 实验二微波波导波长、频率的测量、分析和计算一、实验目的 ; ; 。二、实验原理 ,以及晶体检波器的校准: (1) 信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。(2) 测量线的调整 1测量线组成由一段开槽传输线、探头、传动装置三部分组成; 2实验中测量线的调整一般包括的探针深度调整和耦合输出匹配(即调谐探头)。 ,送至指示器的微波能量通常是经过晶体二极管检波后的直流或低频电流,指示器的读数是检波电流的有效值。(1) 晶体二极管特性二极管的电流 I 与检波电压 U 的一般关系为: I=CU n 。式中, C 为常数, n为检波律, U为检波电压。检波电压 U与探针的耦合电场成正比。晶体管的检波律 n随检波电压 U 5 改变。弱信号工作情况下,近似为平方律检波,即 n=2 ; 在大信号范围, n近似等于 1,即直线律。(2) 测量晶体检波器校准曲线最简便的方法是将测量线输出端短路,此时测量线上载纯驻波,其相对电压按正弦律分布,即: ????????? gdU U??2 sin max (d为离波节点的距离, Umax 为波腹点电压, λg为传输线上波长。) 传输线上晶体检波电流的表达式为: ngdCI???????????????????2 sin 根据上式得到晶体检波器的校准曲线: 图 3 晶体检波器的校准曲线 (测量线的基本测量原理) (1) 原理 1当负载与测量线匹配时测量线内是行波; 2当负载为短路或开路时,传输线上为纯驻波,能量全部反射。因此通过测量线上的驻波比,然后换算出反射系数模值,再利用驻波最小点位置 zmin 便可得到反射系数的幅角以及微波信号特性、网络特性等。(2) 测量 1测得一组驻波最小点位置 z1, z2, z3, z4… 2计算波导波长: 6 ?????????????? 0 min 1 0 min 20 min 30 min 42342 1zz zzzzzz g? 3计算工作波长: 22cg cg???????λc为截止波长。一般波导工作在主模状态,其λc =2a 。(波导型号为 BJ-100 ,其宽边为 a = mm 。) 4信号源工作频率: ? 810 3??f 三、实验步骤 1连接微波测量系统